Startups streven naar batterijloos IoT

Een groeiend aantal startups die energie verzamelen, is grotendeels gericht op het leveren van stroom voor de overvloed aan IoT-sensoren die er tegenwoordig zijn.

Er is een groeiend aantal nieuwe bedrijven die ernaar streven om kleine hoeveelheden energie uit milieubronnen te halen. Deze generatie startups voor het oogsten van energie is grotendeels gericht op het leveren van stroom voor de overvloed aan IoT-sensoren die er tegenwoordig zijn.

De visie van draadloze energie is geen nieuw concept - het is gewoon orden van grootte minder ambitieus over de hoeveelheden stroom die ermee gemoeid zijn. Het idee om elektrische energie door de lucht te transporteren, ontstond eind jaren 1890 van de beroemde en onrustige uitvinder Nikola Tesla.

Tesla was geïnteresseerd in het overbrengen van elektrische energie over afstand door de lucht. De vroege experimenten van de uitvinder in Colorado Springs in 1899 hadden betrekking op een Magnifying Transmitter, een elektrische spoel met een diameter van 52 voet die bliksembogen van 130 voet de lucht in stuurde.

Aan het begin van de 20e eeuw bouwde de Servische ingenieur de Wardenclyffe-toren in Shoreham, New York. Aanvankelijk gebouwd om telegraafberichten over de Atlantische Oceaan te verzenden, was Tesla van plan om de reikwijdte van Wardenclyffe te vergroten om het allereerste draadloze krachtoverbrengingssysteem te ontwikkelen. Toen hij niet de nodige financiering kon krijgen voor de veranderingen aan de toren van vergulde leeftijd uber -bankier en projectfinancier, J.P. Morgan, Tesla verliet Wardenclyffe in 1906.

Wardenclyffe.

Tesla had ambitieuze plannen om een ​​World Power System te ontwikkelen dat gratis elektriciteit over de hele wereld zou uitzenden. Dit is natuurlijk nooit echt gebeurd!

De Long Island-toren moest de eerste fase in het systeem zijn, maar het Wardenclyffe-plan viel bij de eerste hindernis. De structuur werd in 1917 gesloopt voor schroot.

Draadloze overdracht van energie bleef de rest van de 20e eeuw een sciencefictionfantasie. Ongeveer 115 jaar nadat Tesla het concept voor het eerst naar voren bracht, zijn startups voor het oogsten van draadloze energie opnieuw in de belangstelling komen te staan, als mechanismen om kleine hoeveelheden stroom over zeer korte afstanden naar gespecialiseerde industriële taken en consumentenapparaten te sturen.

Vergeleken met Tesla's oorspronkelijke mislukte droom, bieden de meeste nieuwe bedrijven draadloze ideeën voor het oogsten van omgevingsenergie die nietig zijn. Het grootste deel van de huidige energiewinningsbedrijven, behalve Emrod in Nieuw-Zeeland, is gericht op het opvangen van kleine hoeveelheden stroom van radiogolven, wifi, ultrageluid of andere omgevingsbronnen.

Batterijloze startups

Everactive Inc is momenteel de koploper in de energie-oogstparade, dankzij het onlangs afsluiten van een Series C-financieringsronde van meer dan $ 50 miljoen. Deze ronde werd opgedreven vanwege $ 16 miljoen aan strategische financiering van 3M en Ericsson, die op 29 juli 2021 werd aangekondigd. Het bedrijf heeft meer dan $ 114 miljoen aan financiering gescoord sinds de oprichting in juni 2012.

De startup, die oorspronkelijk PsiKick heette, heeft een batterijloze sensor ontwikkeld (EverSensor genoemd in de technologie van het bedrijf) die energie oogst van binnen- en buitenzonlicht, thermische gradiënten, RF, trillingen en meer. De nieuwste productiechiptechnologie van Everactive levert draadloze non-line-of-sight-communicatie tot 250 meter (820 voet), een afstand gelijk aan bijna drie voetbalvelden.

Everactive gaat met zijn producten achter de traditionele industriële IoT (IIoT) sectoren aan. Het pronkt met hoe een sensor in 5 minuten op een condenspot (STM) kan worden geïnstalleerd, en een gateway kan 1000 STM-sensoren in bedrijf ondersteunen. Het doel van het bedrijf is om zijn batterijloze sensoren met elke generatie te blijven verkleinen.

Het in België gevestigde e-peas S.A. maakt het mogelijk om stroom te oogsten van meerdere lichtbronnen (de zon, lampen en natuurlijke binnenverlichting), talrijke warmte- en vibratie-elementen, evenals verschillende RF-banden (868 MHz, 915 MHz, 2,4 GHz, enz.). Net als Everactive is de technologie van e-peas gebaseerd op zijn siliciumchip, maar het jonge bedrijf biedt een aantal verschillende microchips om de verschillende soorten energie te verzamelen die het uit de lucht kan halen, waaronder specifiek silicium dat is ontworpen om stroom uit licht te halen, trillingen en radiogolven.

Het halfgeleiderbedrijf heeft tot nu toe $ 13,8 miljoen aan financiering binnengehaald. Het chipbedrijf werkt samen met bedrijven zoals SODAQ, dat een IoT-activatracker op zonne-energie heeft ontwikkeld die gebruikmaakt van de AEM10941-chip van e-peas.

De Nederlandse startup Nowi Energy heeft tot nu toe 10,5 miljoen euro aan durfkapitaal verdiend. Het bedrijf wordt gefinancierd door de in Nederland gevestigde investeringsmaatschappij Disruptive Technology Ventures.

Nowi heeft de NH2-energiebeheer-IC voor het oogsten van energie ontwikkeld. Het heeft samengewerkt met Huawei's chiparm HiSilicon om de H2 te combineren met de NB-IoT-oplossing van het Chinese bedrijf. (Geen verrassing dat een Chinees bedrijf op zoek zou zijn naar een systeem voor het oogsten van energie dat NB-IoT ondersteunt!)

Nowi werkt samen met bedrijven als Murata Manufacturing en Nordic Semiconductor om zijn energiebeheerchip te combineren met verschillende Low Power Wide Area (LPWA)-specificaties, waaronder LoRaWAN, SigFox, evenals LTE-M en NB-IoT.

Het bedrijf verkoopt zijn NH2-product als een van de kleinste beschikbare IC's voor het oogsten van energie, geschikt voor gebruik in industriële IoT-sensoren en elektronische planklabels (ESL), evenals consumentenproducten, zoals tv-afstandsbedieningen. De Nowi-chip haalt energie uit licht of trillingen, maar kan niet tegelijkertijd stroom uit beide bronnen halen.

Er zijn veel andere startups voor het oogsten van energie, zoals 8Power, Quester en Wiliot, die financiering binnenhalen ondanks de plaag van het Coronavirus dat nog steeds veel industriële sectoren wereldwijd teistert. We zouden een mini-boomlet in durfkapitaal kunnen zien voor startups voor het oogsten van energie.

De reden is duidelijk. Het verwijderen van batterijen uit de industriële vergelijking bespaart kosten en vermindert de uren die mensen besteden aan het vervangen ervan. Het gebruik van batterijloze apparatuur in industriële en consumentenomgevingen kan ook het aantal batterijen dat op stortplaatsen over de hele wereld wordt gegooid, aanzienlijk verminderen. Alleen al in de VS worden naar schatting 3 miljard batterijen per jaar weggegooid!

Everactive stelt bijvoorbeeld dat als je 10.000 batterijgevoede industriële IoT-sensoren in je faciliteit zou inzetten om realtime gegevens over de gezondheid van je machines te verzenden, je team na verloop van tijd ongeveer 2.000 batterijen per jaar zou vervangen. Veel van deze sensoren zouden zich op moeilijk bereikbare plaatsen bevinden, waardoor de tijd en kosten die nodig zijn om de chemische cellen te vervangen nog verder toenemen.

Vroege stadia

We bevinden ons in de vroegste stadia van het oogsten van energie voor IoT. Het eenvoudig implementeren van condenspotsensoren op zonne-energie zal geen enorme hoeveelheden energie besparen en zal niet voorkomen dat batterijen over de hele wereld op grote schaal worden gebruikt. Je zult nog steeds de grimmige effecten van klimaatverandering zien, van razende bosbranden tot drastische verschuivingen in regenpatronen, het wegvreten van een leefbare omgeving voor mensen op aarde. Toch moeten we ergens beginnen, en het oogsten van energie zou uiteindelijk een van de elementen kunnen blijken te zijn die de weg wijzen naar een groenere toekomst.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Tijden.